作為動力電池智能制造標桿企業(yè)之一，利元亨已率先量產(chǎn)長電芯裝配線及PACK線，獲得頭部動力電池供應(yīng)商的認可。其中，針對長薄電芯激光焊接關(guān)鍵技術(shù)的突破，成為長電芯裝配環(huán)節(jié)的一大亮點。

電芯長薄化正在成為動力電池形態(tài)演化的主流共識。

近期，蜂巢能源L600短刀片磷酸鐵鋰電芯在金壇工廠量產(chǎn)下線的消息引發(fā)行業(yè)關(guān)注。新電芯長度600mm，單體循環(huán)次數(shù)超過4000次，采用疊片LFP+CTP技術(shù)方案，可幫助A0級以上車型實現(xiàn)500km以上續(xù)航里程。

長薄電芯的優(yōu)勢在于，散熱性明顯提高，且本身可以作為結(jié)構(gòu)件，疊加無模組技術(shù)，可以使安全性更好、體積能量更高、成本更低。

行業(yè)發(fā)展的明顯趨勢是，當(dāng)電池技術(shù)在某個時間段內(nèi)形成“最優(yōu)解”，以此為特征的新品類市場將得到快速跟進。當(dāng)?shù)镀姵爻蔀樾袠I(yè)新品類，電芯長薄化隨之也成為行業(yè)新趨勢。

當(dāng)前，包括蜂巢能源、比亞迪、LG能源在內(nèi)的國內(nèi)外電池企業(yè)都在重點布局長薄電芯，長薄電芯大規(guī)模應(yīng)用序幕由此拉開。

值得注意的是，由于工藝、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化革新，長薄電芯在規(guī)?；a(chǎn)過程中需要創(chuàng)新裝備與創(chuàng)新工藝的技術(shù)支撐。

反而言之，哪家裝備企業(yè)先突破長薄電芯規(guī)模化制造行業(yè)痛點，其將能夠搶占先機，率先享受市場紅利。

高工鋰電獲悉，作為動力電池智能制造標桿企業(yè)之一，利元亨已率先量產(chǎn)長電芯裝配線及PACK線，獲得頭部動力電池供應(yīng)商的認可。其中，針對長薄電芯激光焊接關(guān)鍵技術(shù)的突破，成為長電芯裝配環(huán)節(jié)的一大亮點。

頭部企業(yè)競備長薄電芯

長薄電芯的設(shè)計原理，是基于電芯尺寸越大，活性物質(zhì)占比越高，系統(tǒng)集成效率也更高，以此提高系統(tǒng)能量密度，降低系統(tǒng)成本。

在不改變材料體系前提下，長薄電芯設(shè)計可解決現(xiàn)有電動汽車安全、續(xù)航里程焦慮兩大難題，這也是終端車企市場投票的核心邏輯。

高工鋰電注意到，頭部電池企業(yè)在長薄電芯領(lǐng)域已經(jīng)開大馬力。最先行動的比亞迪，其刀片電池已經(jīng)規(guī)?；慨a(chǎn)，除了滿足自身的供應(yīng)外，其刀片電池已向一汽紅旗導(dǎo)出。

產(chǎn)能布局上，比亞迪刀片電池在建及規(guī)劃的基地包括重慶、長沙、貴陽、蚌埠、南昌、湖北、吉林等。

蜂巢能源也后來居上，搭配L600短刀片磷酸鐵鋰電芯的長城歐拉，也于今年6月成功進入推薦目錄。

目前，蜂巢能源L600短刀片電芯進入量產(chǎn)階段，基于該電芯的矩陣電池包也將進入量產(chǎn)倒計時。

LG新能源基于MEB 590模組設(shè)計的軟包電芯尺寸，長度一般至少在550mm，寬度100mm，高度10mm左右。該電芯設(shè)計同樣是長薄化原理，目前在終端車企中已有實質(zhì)性應(yīng)用。

長薄電芯激光焊接之難

無疑，長薄電芯已成為未來電池形態(tài)發(fā)展趨勢之一。但從規(guī)?；a(chǎn)制造的角度來看，長薄電芯面臨的最大問題是良率的控制和大規(guī)模制造的效率問題。

在此過程中，激光焊接設(shè)備技術(shù)的突破革新尤為關(guān)鍵。

一方面，由于電芯呈長條結(jié)構(gòu)，殼體封口一般需要兩端封口，兩端殼口的平行度不高，但由于單體電池容量更高，對封口焊縫的性能及自動化封口焊接設(shè)備提出了更高的要求。

另一方面，在長薄電芯生產(chǎn)過程中，矩形鋁殼拐角部分因激光焊接速度與激光能量關(guān)系的變化，會導(dǎo)致拐角處焊穿、熔融堆積等情況，造成電池的質(zhì)量難以控制。

此外，在激光焊接過程中，熱熔池的形成及變化非常關(guān)鍵。如果熔池中有雜物或異物，會導(dǎo)致熔池形成炸裂，形成氣孔和斷焊。最終影響產(chǎn)品的有效熔深、熔寬等關(guān)鍵焊接指標。

圍繞長薄電芯激光焊接的關(guān)鍵技術(shù)進行突破，利元亨已成功量產(chǎn)長電芯激光焊接機，并獲得頭部動力電池供應(yīng)商的認可。

經(jīng)廣東省機械工程學(xué)會科技成果鑒定，利元亨長電芯激光焊接系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)處于國際先進水平。

△ 利元亨長電芯激光焊接機

利元亨激光焊接4大黑科技

利元亨長電芯激光焊接技術(shù)由焊接機械結(jié)構(gòu)技術(shù)、激光一體化控制技術(shù)和激光焊接視覺技術(shù)組成，由此也形成了利元亨長電芯激光焊接機的4大黑科技。

1、焊接機械結(jié)構(gòu)技術(shù)突破

利元亨針對長電芯封口技術(shù)進行深度開發(fā)，通過采用不同的封口焊接機構(gòu)以及多軸高速高精度控制系統(tǒng)，支持激光焊接工藝庫快速換型，實現(xiàn)兩端穩(wěn)定封口焊接。

為滿足市場多種技術(shù)應(yīng)用需求，利元亨可提供臥式側(cè)焊、立式側(cè)焊、頂蓋旋轉(zhuǎn)焊接、頂蓋雙邊同時焊接等多種焊接結(jié)構(gòu)，滿足客戶定制化需求。

2、激光一體化控制方案突破

利元亨長電芯激光焊接控制系統(tǒng)采用激光一體化控制方案，涵蓋PSO控制、視覺控制、邏輯控制、MES交互控制、高速運動控制等，通過工業(yè)級總線連接各個功能器件進行實時控制。

通過TCP/IP通訊與生產(chǎn)服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)工廠級遠程運維、數(shù)據(jù)交互、視覺圖像上傳等需求。

針對長電芯的激光PSO控制和高速運動控制，利元亨采用深度開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)平臺作為核心控制單元，實現(xiàn)了控制方案自主化、國產(chǎn)化。

3、PSO激光控制技術(shù)突破

在長電芯鋰電池生產(chǎn)過程中，矩形鋁殼拐角部分因激光焊接速度與激光能量關(guān)系的變化而導(dǎo)致拐角處焊穿、熔融堆積等情況，造成電池的質(zhì)量難以控制。

利元亨針對鋰電池激光焊接工藝技術(shù)瓶頸，對激光焊接鋁合金的焊接拐角缺陷產(chǎn)生進行機理分析，并綜合考慮機構(gòu)剛性、結(jié)構(gòu)重心、高速動態(tài)穩(wěn)定性及精度等因素，采用PSO（位置同步輸出）激光能量控制技術(shù)，可在焊接速度變化處、直線焊接段和弧角焊接段，實現(xiàn)激光能量均勻作用在待焊接物體上的自適應(yīng)控制，完成高速穩(wěn)定的激光焊接，使整體焊縫均勻一致，解決焊接過程中因拐角速度不均勻造成焊接質(zhì)量不穩(wěn)定的行業(yè)難題。

利元亨PSO激光控制技術(shù)，將行業(yè)穩(wěn)定運行的鋰電池頂蓋封口焊接速度從200mm/s提升到250mm/s以上，效率提升25%，產(chǎn)品良率達到99.5%以上。

值得一提的是，利元亨PSO激光控制技術(shù)搭配環(huán)形光斑激光器和雙波長激光器方案已成功進入鋰電池生產(chǎn)頭部企業(yè)。

4、激光焊接視覺技術(shù)突破

隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鋰電池激光焊前、焊中的機器視覺自動識別和補償能有效提前對產(chǎn)品形貌，焊縫特征，激光焦點，激光狀態(tài)形進行前置分析。

利元亨激光一體化控制技術(shù)中包含了機器視覺識別，可在激光焊接過程中實現(xiàn)焊前焦點視覺監(jiān)控、焊接過程監(jiān)測全覆蓋，分析的數(shù)據(jù)及結(jié)果，直接引導(dǎo)激光焊接進行焊接要素自動識別和補償。

在保障交付產(chǎn)品零缺陷的同時，將生產(chǎn)良率由98%提升到99.5%以上。

綜合來看，憑借深厚技術(shù)底蘊及創(chuàng)新技術(shù)商業(yè)化落地能力，利元亨整線制造方案已在長電芯領(lǐng)域拔得頭籌。隨著電芯長薄化趨勢演進，利元亨在長電芯制造領(lǐng)域建立的領(lǐng)先優(yōu)勢，也將轉(zhuǎn)化為其又一市場競爭力。